Aplicació d'aliatges de titani i titani en equipaments marins
El titani és el material més ideal en el medi marí. L'ús de titani pot millorar considerablement l'eficàcia de combat dels vaixells i equips navals, reduir els costos de manteniment, allargar la vida útil i millorar l'ocultació. Les marines russa, nord-americana i xinesa han utilitzat àmpliament el titani en cascos a pressió, sistemes de canonades d'aigua de mar, superestructures i altres components de submergibles, submarins submarins, vaixells de superfície, vaixells i altres equips.
1. Casc de pressió
Els graus de titani utilitzats per a les esferes tripulades dels submergibles d'aigües profundes a casa i a l'estranger són principalment Ti-6Al-4V i Ti-6Al{-4VELI (corresponent als graus domèstics TC4 i TC4ELI). Moltes esferes tripulades de submergibles d'aigües profundes estaven fetes d'acer en l'etapa inicial, però en la fase posterior es va utilitzar titani, que pot reduir el pes, augmentar la profunditat de busseig i millorar la vida útil. Per exemple: ① El submergible nord-americà Alvin es va construir l'any 1964 amb acer d'alta resistència HYl00 (gruix de la placa 33,8 mm) amb una profunditat d'immersió de 2000 m. Quan es va reconstruir el 1973, el casc de pressió es va substituir per un aliatge de titani (gruix de la placa 49 mm) i la profunditat de busseig va augmentar fins als 3600 m. La seva caixa auxiliar i el generador de gas d'alta pressió també utilitzaven Ti-6Al-4VELI; ② La carcassa esfèrica tripulada "Deepsea 2000" del Japó estava feta d'acer i es va utilitzar titani per preparar la carcassa esfèrica tripulada quan es va construir la "Deepsea 6500" per augmentar la profunditat de busseig.
Pel que fa a l'aplicació de cascs de pressió submarins, Rússia va ser la primera a utilitzar titani. Actualment és el país amb la tecnologia més avançada i madura del món per utilitzar titani per fabricar cascs a pressió. L'únic grau de titani utilitzat en la seva fabricació de submarins nuclears totalment de titani és l'aliatge de titani IIT-3B (corresponent al grau nacional TA17). En els darrers anys, la Xina també ha preferit utilitzar materials de titani en la construcció de submarins, i els graus es concentren principalment en TA17, TC4, TC4ELI, TC11, titani pur, etc.
A més, actualment molts països estan construint submergibles tripulats en aigües profundes i armes i equipaments de titani en aigües profundes. El submergible tripulat "Struggler" construït a la Xina va desafiar amb èxit la part més profunda de l'oceà del món: la fossa de les Mariannes el 10 de novembre de 2020, amb una profunditat de 10.909 m, realitzant el somni de les profunditats del poble xinès. El material de la carcassa esfèrica tripulada del submergible és un aliatge de titani d'alta resistència i resistència als danys fabricat per Baoti Co., Ltd.; La Xina ha començat a construir equips d'aigües profundes totalment de titani.
2. Sistema de canonades d'aigua de mar
El sistema de canonades d'aigua de mar és complex i té moltes especificacions de diàmetre. Els materials seleccionats han de tenir les característiques de resistència a la corrosió de l'aigua de mar, alta resistència i bon rendiment a la fatiga. El titani pot complir tots aquests requisits. Les canonades d'aliatge de titani tenen avantatges importants respecte als materials tradicionals (acer al carboni, acer inoxidable, aliatge de coure).
(1) Millorar la vida útil, fins a la mateixa vida que el mateix vaixell. Rússia va comparar la vida útil dels sistemes de canonades fets de materials tradicionals i titani. Els resultats mostren que el titani té la mateixa vida útil que el vaixell, només s'ha d'invertir una vegada i només requereix un manteniment senzill durant l'ús; La vida útil dels materials tradicionals és d'uns 2 a 10 anys i s'ha de reparar o fins i tot substituir-se periòdicament durant la vida útil, especialment sota la influència de l'entorn de conducció d'alta velocitat, diverses juntes produiran corrosió local. Segons les dades d'aplicació dels vaixells de la Marina dels EUA, la vida útil de les canonades de titani és de 40 anys i la vida útil de les canonades d'aliatge de coure-níquel és de només 6 a 8 anys.
La Xina ha dut a terme proves de verificació i avaluació sobre l'ús d'"aliatge de titani" per substituir "aliatge de coure" per fabricar sistemes de canonades d'aigua de mar. Després que les canonades sense costura de titani TA2, els accessoris de tubs de suport i les brides de titani proporcionades per Baoti es van executar durant gairebé 3 anys, es van desmuntar i inspeccionar les canonades i els materials de suport i no es van trobar condicions anormals com esquerdes, forats i corrosió.
(2) Reduir costos. Tot i que el cost d'inversió únic de les peces d'aliatge de titani és més elevat, la inversió única pot satisfer la vida útil completa i només es requereix un manteniment senzill durant l'ús, la qual cosa estalvia molt els costos de reparació i manteniment. Els tubs d'aliatge de coure-níquel utilitzats en els intercanviadors de calor dels vaixells de la Marina dels Estats Units s'han de substituir uns 97 km per any, mentre que els tubs de titani pur Gr.2 es seleccionen per als dos sistemes principals de canonades d'aigua de mar del vaixell de transport amfibi LPD17. amb aproximadament 1,000 canonades i una longitud total de més de 3.350 m, estalviant fins a 17 milions de dòlars en costos durant tot el cicle de vida. En resum, l'ús de titani en sistemes de canonades no només pot reduir el pes, sinó que també pot aconseguir la mateixa vida útil que el cos principal, alhora que redueix els costos. En els darrers anys, s'ha aplicat per lots a molts tipus d'equips marins com el vaixell 022 a la Xina.
3. Superestructura
Actualment, també hi ha exemples d'aplicació del titani a la superestructura de vaixells domèstics, com ara Ti70 (TA23) per a pals, barres TA5 i TA7 per a antenes de radar i plaques TA2 i TA5 per a pells d'hangar i estructures de bastidor. La Marina dels EUA també va utilitzar una gran quantitat de titani a l'àrea clau de la superestructura del vaixell de transport amfibi LPD17, que va reduir la seva massa al voltant d'un 50% i va millorar molt l'estabilitat del vaixell.
4. Aplicació en altres camps
A més dels esmentats cascos de pressió, sistemes de canonades i superestructures que utilitzen una gran quantitat de titani, hi ha altres parts d'equips marins nacionals i estrangers que també utilitzen titani.